CH4(メタン):
* 形状: 四面体
* 結合角: 約109.5°
* 推論:
*炭素には4つの価電子があり、4つの水素原子を持つ4つの単一結合を形成します。
*中央の炭素原子の周りの4つの電子ペアは、互いに均等に反発し、水素原子が可能な限り遠く離れている四面体幾何学をもたらします。
NH3(アンモニア):
* 形状: 三角錐体
* 結合角: 約107°
* 推論:
*窒素には5つの原子価電子があり、3つの水素原子を持つ3つの単一結合を形成します。
*窒素原子には1つの電子が1つあります。
* 3つの結合ペアと唯一のペアが互いに撃退し、三角錐体形状になります。唯一のペアは、結合ペアよりも強い反発を行い、結合角を理想的な四面体角よりもわずかに圧縮します。
重要な違いとその理由:
* 孤立ペア: NH3の窒素原子に孤立した電子ペアの存在は、形状の違いの主な理由です。この孤独なペアは、結合ペアよりも大きな反発力を発揮し、完全な四面体形状から分子を歪めます。
* 結合角: NH3の結合角度は、孤独なペアの影響により、四面体角よりわずかに小さくなっています。
* ハイブリダイゼーション: CH4とNH3の両方にSP³ハイブリダイゼーションがあります。つまり、中央の原子軌道が結合して、結合に関与する4つのハイブリッド軌道を形成します。
概要:
CH4とNH3はどちらも中心原子を囲む同様の数の電子ペアを持っていますが、NH3に孤立したペアの存在は、CH4の完全に四面体形状と比較して異なる形状とわずかに異なる結合角をつけます。